gkket 发表于 2023-9-24 10:33:50

变频器的工作原理是什么？

变频器，顾名思义，就是可以改变频率的器件，它是一个频率和电压能调整输出的交流电源而已，主要用来给异步电机进行调速使用。在变频器没有出现以前，异步电机调速是非常麻烦的，因为转速和转矩不是一条直线，比如通过滑差头来调速，或者简单的降压调速等等，效果都不理想。根据三相异步电机的转速公式，转速n=60*f/p(1-s)，其中p是极对数，s是转差率，f是电源的频率，只要能输出一个频率可控的交流电源，三相异步电机的转速就可以顺利改变，这个就是变频器工作原理的根本。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/e09b2167a45749fb9bec8ab3ab58025b~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309241033404F7CD5DA2DFA3C9B67A0&x-expires=2147483647&x-signature=1itk%2BikAXuEtwz68MAQRz4sc3Ik%3D

但是发电厂供应的三相交流电源，是相差120°的正弦波，频率都是50HZ的，在电力电子器件被发明以前，相改变这个电源频率，几乎是不可能完成的事情，所以交流电机发明了几乎接近100年都没有良好的调速装置。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/3aa1e044f8ab4cdf92f395a7a84505d8~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309241033404F7CD5DA2DFA3C9B67A0&x-expires=2147483647&x-signature=hpxQ2FiUeKvW3DMaODpfk3KseCY%3D

后来晶闸管，GTR管，IGBT管等大功率器件在上个世纪末相应被发明了，还有单片机嵌入式技术日益成熟，人们找到了异步电机调速的基本方法。那就是先把三相交流电压，经过二极管或者可控硅来整流成为波动的直流电，再利用电容来滤波和稳压，变成稳定的直流电，利用6个IGBT管来组成逆变回路，单片机通过PWM斩波的方法，输出一系列可变脉宽的方波，用来模拟出可变频率的交流电的等效效果，达到控制电机转速的目的。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/a54f150bba45450db3c18f90f80fac72~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309241033404F7CD5DA2DFA3C9B67A0&x-expires=2147483647&x-signature=qzHyAHOUwFOUqVVkDGOdujEPpjI%3D

可以想象一下，任何曲线都能用很多条直线段来分段模拟链接，模拟用的直线段越多，曲线就可以被描述得越精确，这个实际是数学上的微积分的理念了。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/69e14b724d394c3688dc7a2ab5475ff2~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309241033404F7CD5DA2DFA3C9B67A0&x-expires=2147483647&x-signature=T3%2BTJXj9Kr2gdfBj%2Fg4bx2%2FuAtI%3D

正弦波虽然看起来很复杂，但是同样可以用很多个方波来模拟等效它，如果输出等幅值而宽度可变的方波，而且方波的面积和对应的正弦波面积相等，它的作用会等同于正弦波的工作效果，通过控制工作周期就可以改变输出电源的频率，这种就是所谓的PWM控制了，因为IGBT这些开关管可以实现非常高速的开关功能，比如有几十K的频率，这样输出的方波足够多，模拟出来的正弦波效果就比较好。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/e21199806ff540ed8f77ad7862d443f6~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309241033404F7CD5DA2DFA3C9B67A0&x-expires=2147483647&x-signature=n046M5AAlrBAIxscA6vrzj2P9sY%3D

但是电机光改变频率还不够的，电压也要跟着调整，否则可能会让电机工作不正常，比如严重发热而烧毁等。主要是因为电机的铁芯是非线性的，要求在电源频率改变的时候，电压也要改变，这样才可以控制主磁通恒定不变。因为：主磁通≈电机电压÷（4.44*频率*电子绕组匝数）因此要在调频的时候，让电机电压也跟着频率的变化而变化，这样主磁通就可以保持不变了，避免磁通饱和或者工作在弱磁状态。

飞鱼 发表于 2025-11-17 03:50:55

不请自来，只为说一句：太精彩了！

姜连山 发表于 2025-11-17 04:11:17

楼主太会说了，字字句句都在理

鹏鹏 发表于 2025-11-17 04:25:30

已转发给朋友，一起感受这份快乐～

wangkaisha 发表于 2025-11-17 04:54:42

我先占个楼，等下再慢慢看～

hzb520 发表于 2025-11-17 05:05:31

哈哈哈哈笑不活，楼主这脑洞绝了！

无序 发表于 2025-11-17 05:06:23

楼主太会说了，字字句句都在理～

Litom 发表于 2025-11-17 05:06:36

路过打卡，为优质内容疯狂打 call

mqikun 发表于 2025-11-17 05:09:16

蹲一波同款，有没有姐妹 / 兄弟推荐？

c1163359856 发表于 2025-11-17 05:10:40

来凑个热闹，增加点人气～
页: [1] 2
查看完整版本: 变频器的工作原理是什么？